5 exempel på frågor om konvexa linser
1. Brännvidden för en konvex lins (konvergerande lins) är 15 cm. Ett objekt som är 5 cm högt finns till vänster om linsen. Bestäm bildavståndet, bildförstoringen, bildhöjden och bildegenskaperna om objektet är 5 cm från den konvexa linsen.
Diskussion
Det är känt att:
Brännvidd (f) = 15 cm
Brännvidden för en konvex lins är positiv eftersom den konvexa linsens brännpunkt passerar igenom av en ljusstråle eller är verklig.
Objektets höjd (h) = 5 cm
Objektavstånd (s) = 5 cm
Frågade : skuggavstånd, skuggavstånd, skuggavstånd och skuggavstånd
Jawab:
Bild av bildbildningen av ett objekt med en konvex lins:
Bildavstånd (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15
s' = -15/2 = -7,5 cm
Ett negativt skuggavstånd innebär att skuggan är virtuell eller att ljusstrålen inte passerar genom skuggan.
Bildavståndet på 7,5 cm är större än objektavståndet på 5 cm.
Bildförstoring (M):
M = -s'/s = -(-7,5)/5 = 7,5/5 = 1,5 gånger
En positiv förstoring av bilden betyder att bilden är upprätt eller inte inverterad.
Bildens storlek är 1,5 gånger större än objektets storlek.
Skugghöjd (h'):
M = h'/h
h' = M h = (1,5)5 = 10/3 = 7,5 cm
Skuggans höjd är positiv, vilket betyder att skuggan är upprätt eller inte upp och ner.
Bildhöjden på 7,5 cm är större än objekthöjden på 5 cm.
Skuggors egenskaper
Baserat på beräkningarna ovan kan man dra slutsatsen att egenskaperna hos bilden av ett objekt som bildas av en konkav lins är:
– virtuella strålar eller ljusstrålar passerar inte genom skuggan
– Upprätt eller inte upp och ner
– Förstorad eller bildens storlek är mindre än objektets storlek
– Bildavståndet är större än objektavståndet
2. Ett objekt som är 10 cm högt är 30 cm framför en konvex lins med en brännvidd på 15 cm. Beräkna bildavståndet, bildförstoringen, bildhöjden och bildegenskaperna!
Diskussion
Det är känt att:
Brännvidd (f) = 15 cm
Brännvidden för en konvex lins är positiv eftersom den konvexa linsens brännpunkt passerar igenom av en ljusstråle eller är verklig.
Objektets höjd (h) = 10 cm
Objektavstånd (s) = 30 cm
Frågade: skuggavstånd, skuggans förstoring, skuggans höjd och skuggans egenskaper
Jawab:
Bild av bildbildningen av ett objekt med en konvex lins:
Bildavstånd (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30
s' = 30/1 = 30 cm
Ett positivt skuggavstånd betyder att skuggan är verklig eller att skuggan passerar igenom av en ljusstråle.
Skuggavståndet på 30 cm är detsamma som objektavståndet på 30 cm.
Bildförstoring (M):
M = -s'/s = -(30)/30 = -30/30 = -1 gånger
Förstoringsgraden av bilden med negativt tecken betyder att bilden är inverterad.
En förstoringsgrad på 1 betyder att skuggans storlek är densamma som objektets storlek.
Skugghöjd (h'):
M = h'/h
h' = M h = (-1)10 = -10 cm
Skuggans höjd är negativ, vilket betyder att skuggan är inverterad.
Skuggans höjd är 10 cm, vilket är samma som objektets höjd, som är 10 cm.
Skuggors egenskaper
Baserat på beräkningarna ovan kan man dra slutsatsen att egenskaperna hos bilden av ett objekt som bildas av en konkav lins är:
– verklig eller ljusstråle passerar genom skugga
- baklänges
– skuggans storlek är densamma som objektets storlek
– skuggans avstånd är detsamma som objektets avstånd
Frågor om konvexa linser
1. Ett objekt som är 5 cm högt är 10 cm framför en konvex lins med en brännvidd på 30 cm. Bestäm: (a) bildavståndet, (b) bildens förstoring, (c) bildhöjden och (d) bildens egenskaper!
Svarsnyckel:
(a) s' = -15 cm
(b) m = 1,5
(c) h' = 7,5 cm
(d) bildens egenskaper: virtuell, upprätt, förstorad
2. Brännvidden för en konvex lins är 10 cm, avståndet mellan objektet och den konvexa linsen är 15 cm och objektets höjd är 2 cm. Bestäm bildavståndet, bildförstoringen, bildhöjden och bildens egenskaper!
Svarsnyckel:
(a) s' = 30 cm
(b) m = -2
(c) h' = -15 cm
(d) bildens egenskaper: verklig, inverterad, förstorad
3. Nationellt prov i naturvetenskap för högstadiet C4-P12 nr 13
Titta på följande bild! Baserat på informationen som visas i bilden är objektivets brännvidd...
A. 4,5 cm
B. 7,5 cm
Ca 10 cm
Djup 12 cm
Diskussion
Baserat på bilden av ljusets bana dras slutsatsen att linstypen är en konvex lins eller positiv lins.
Det är känt att:
Objektavstånd (s) = 20 cm
Skuggavstånd (s') = 30 cm
Fråga: Objektivets brännvidd (f)
Jawab:
Formel för konvex lins:
1/s + 1/s' = 1/f
Förklaring av formler och teckenregler:
s = objektets avstånd (positivt eftersom objektet passeras av den infallande ljusstrålen)
s' = skuggavstånd (positivt eftersom skuggan passerar genom en ljusstråle eller skuggan är verklig)
f = brännvidd (fokus för en konvex lins är positivt eftersom den passerar genom en ljusstråle)
Så brännvidden för den konvexa linsen (f):
1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60
f = 60/5 = 12 cm
Det rätta svaret är D.
4. Fråga nr 12 i naturvetenskapligt prov för högstadiet 2011 – Konvexa linser
Ett objekt är framför en konvex lins som visas på bilden. Om linsens brännvidd är 20 cm kommer den att...
en bild av ett objekt produceras med förstoring...
A. 3 gånger
B. 2 gånger
C. 1,5 gång
D. 0,5 gånger
Diskussion
Det är känt att:
Brännvidd för konvex lins (f) = 20 cm
Brännpunkten på en konvex lins passerar igenom av en ljusstråle så att den konvexa linsens brännvidd är reell och har ett positivt tecken.
Objektavstånd (s) = 30 cm
Fråga: Bildförstoring (M)
Jawab:
Innan du beräknar bildens förstoringsgrad, beräkna först bildavståndet (s').
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 cm
Bildförstoring:
M = s'/s = 60 cm / 30 cm = 60/30 = 2 gånger
Det rätta svaret är B.
5. EBTANAS-SMP-01-14
Bilden som visar den korrekta vägen för speciella strålar i en konvex lins är...
Diskussion
En konvex lins kallas också en konvergerande lins eftersom den samlar ljus. Den kallas en positiv lins eftersom ljuset passerar genom fokuspunkten på en konvex lins, vilket gör den verklig.
Å andra sidan kallas en konkav lins också för en divergerande lins eftersom den sprider ljus. Den kallas för en negativ lins eftersom fokuspunkten på en konkav lins inte passerar igenom av ljus eftersom
det är virtuellt.
Bredvid detta är ett exempel på en bild av bildandet av en bild på en konvex lins med hjälp av tre speciella strålar.
Det rätta svaret är A.
